【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體為 ⊙,下面三個(gè)導(dǎo)體為⊕ ）。由于轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，便有電流通過，并假定電流與電動(dòng)勢(shì)同相（即為有功分量電流）。n1TemnBC....A.轉(zhuǎn)子載（有功）電流導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下受到電磁力的作用，其方向由“左手電動(dòng)機(jī)”定則確定（轉(zhuǎn)子上面三個(gè)導(dǎo)體受力方向向右，下面三個(gè)導(dǎo)體受力方向向左），這些力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩（順時(shí)針方向）Tem，它與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同（即與相序一致），于是在該轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)子沿著轉(zhuǎn)矩方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換。習(xí)題51附圖52 如何改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？答 改變?nèi)嚯娫吹南嘈蚣纯筛淖內(nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。54 什么是轉(zhuǎn)差率？為什么三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行必須有轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率來判斷三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)？答 異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率s 是指旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n之間的轉(zhuǎn)速差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的比值，即 。當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率為正（），時(shí)轉(zhuǎn)差率為負(fù)（）；當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率；當(dāng)，時(shí)，轉(zhuǎn)差率；當(dāng)時(shí)為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)時(shí)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)時(shí)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)55 一臺(tái)50Hz八極的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率sN=，問該電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少？額定轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在700r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在800r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率當(dāng)r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率56 一臺(tái)額定頻率為50Hz的三相異步電動(dòng)機(jī)，今通入60Hz的三相對(duì)稱交流電流，設(shè)電流大小不變，問此時(shí)基波合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值大小、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向?qū)⑷绾巫兓?？? 三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)為：（1）幅值： ，三相合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)幅值大小，與一條支路匝數(shù)N、繞組系數(shù)KN磁極對(duì)數(shù)p及相電流I有關(guān)，其中N、KN1及p 由構(gòu)造決定，I由運(yùn)行條件決定。（2）空間位置：沿氣隙圓周旋轉(zhuǎn)。當(dāng)哪相電流最大，三相合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)就轉(zhuǎn)至哪相繞組軸線上，繞組由構(gòu)造決定，電流由運(yùn)行條件決定。（3）轉(zhuǎn)速：，轉(zhuǎn)速與電流頻率f及磁極對(duì)數(shù)p 有關(guān)，p由構(gòu)造決定，f由運(yùn)行條件決定。（4）轉(zhuǎn)向：與電流相序有關(guān)（與電流相序一致），由運(yùn)行條件決定。本題題意為頻率f增加（增加），基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值大小及轉(zhuǎn)向與頻率無關(guān)。而與f成正比。57 與同容量的變壓器相比，三相異步電動(dòng)機(jī)的空載電流大，還是變壓器的空載電流大？為什么？答 變壓器的主磁通磁路全部用導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片構(gòu)成，而三相異步電動(dòng)機(jī)的主磁通磁路除了用硅鋼片構(gòu)成的定、轉(zhuǎn)子鐵心外，還有空氣隙。氣隙的長度盡管很小，但磁阻很大，使得異步電動(dòng)機(jī)主磁路的磁阻遠(yuǎn)較相應(yīng)的變壓器大。~，~。故相同容量的感應(yīng)電機(jī)的空載電流比變壓器的大很多。59 在分析三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組要進(jìn)行哪些折算？為什么要進(jìn)行這些折算？折算的條件是什么？答 轉(zhuǎn)子繞組折算就是用新繞組替換原繞組。為了導(dǎo)出等效電路，用一個(gè)與定子繞組的相數(shù)m、匝數(shù)N和繞組系數(shù)K相同的等效繞組替換實(shí)際轉(zhuǎn)子繞組（相數(shù)m、匝數(shù)和繞組系數(shù)）。頻率折算即是用一個(gè)靜止的轉(zhuǎn)子替換旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，為此，只要將轉(zhuǎn)子電阻R換成，從而使轉(zhuǎn)子電路頻率由變?yōu)榕c定子頻率相同。折算條件：保持折算前后轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F的大小和空間相位保持不變，轉(zhuǎn)子上各種功率及損耗不變。510 三相異步電動(dòng)機(jī)等效電路中的代表什么？能否不用電阻而用電容或電感來代替？為什么？答 異步電動(dòng)機(jī)等效電路中的附加電阻實(shí)為代表機(jī)械負(fù)載（嚴(yán)格地說還包括機(jī)械損耗等）的一個(gè)虛擬電阻，用轉(zhuǎn)子電流在該電阻所消耗的功率來等效代替總機(jī)械功率（包括軸上輸出的機(jī)械功率和機(jī)械損耗等）。因輸出的機(jī)械功率及機(jī)械損耗等均屬有功性質(zhì)，因此，從電路角度來模擬的話，只能用有功元件電阻，而不能用無功元件電感或電容來等效代替。511 當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定、轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率分別是多少？由定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以什么速度截切定子，又以什么速度截切轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以什么速度截切轉(zhuǎn)子，又以什么速度截切定子？，它與定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的相對(duì)速度是多少？答 定子電動(dòng)勢(shì)頻率為f1；轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率為f2=s f1 ；由定子電流產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以n1的速度截切定子，又以的速度截切轉(zhuǎn)子；由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以 的速度截切轉(zhuǎn)子，又以 的速度截切定子，它與定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的相對(duì)速度為。512 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞，改為鑄鋁，若要求輸出同樣的功率，則電機(jī)的運(yùn)行性能有何變化？答 鋁的電阻率比銅大，故轉(zhuǎn)子由銅條改為鋁條，實(shí)為增加轉(zhuǎn)子繞組電阻R2，其曲線如下圖所示。習(xí)題512附圖輸出同樣功率（如額定功率），由得其曲線2。（1）增大，由圖知，工作點(diǎn)由a（）變至b（）。（2）不變，因轉(zhuǎn)子電阻改變不影響電機(jī)從電網(wǎng)吸取的勵(lì)磁功率，故無功功率不變，由于輸出功率不變，則電機(jī)從電網(wǎng)吸取的有功功率基本不變，忽略電機(jī)損耗，所以基本不變。（3）ηN下降：由于轉(zhuǎn)差率s增大，故轉(zhuǎn)子銅損增加，I1稍有增大，故定子銅損也稍大，而鐵損不變，機(jī)械損耗pmec因s 增大n減小而稍有減小，但其減小幅度不及轉(zhuǎn)子繞組銅損增大幅度，故總損耗增加，效率降低。（4）I1N有所增大：，因P2不變，不變，ηN下降，故I1N有所增大。（5）sm增大，見圖（因?yàn)閟m∝）。（6）Tmax不變（因?yàn)門max與無關(guān)）。（7）Tst增大，見圖。513 說明三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載增加時(shí)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子各物理量的變化過程怎樣？答 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩（T）與負(fù)載轉(zhuǎn)矩(TL)平衡，當(dāng)機(jī)械負(fù)載（即負(fù)載轉(zhuǎn)矩）增加時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n勢(shì)必下降，轉(zhuǎn)差率增大。這樣轉(zhuǎn)子切割氣隙磁場(chǎng)速度增加，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()及電流I2隨之增大，因而轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2增大。根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系，與轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2所平衡的定子負(fù)載分量磁動(dòng)勢(shì)F1L相應(yīng)增大，而勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)F0基本不變，因而定子磁動(dòng)勢(shì)增大，定子電流I1隨之增大。由于電源電壓不變，則電動(dòng)機(jī)的輸入功率就隨之增加，直至轉(zhuǎn)子有功電流產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩又與負(fù)載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。515 通過三相異步電動(dòng)機(jī)的空載實(shí)驗(yàn)和短路實(shí)驗(yàn)可分別測(cè)取三相異步電動(dòng)機(jī)的哪些參數(shù)？如何測(cè)?。看? 三相異步電動(dòng)機(jī)的空載實(shí)驗(yàn)，是指在額定電壓和額定頻率下，轉(zhuǎn)軸上不帶任何負(fù)載時(shí)的實(shí)驗(yàn)?？蛰d實(shí)驗(yàn)的目的，是測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁阻抗Zm=Rm+jXm、鐵芯損耗pFe和機(jī)械損耗pmec。實(shí)驗(yàn)在電機(jī)空載時(shí)進(jìn)行，定子繞組上施加額定頻率的電源電壓，其用調(diào)壓器來進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到轉(zhuǎn)差率s明顯增加，電流開始回升為止。每次測(cè)取定子相電壓U空載相電流I0和空載時(shí)三相總的輸入功率P0。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出電動(dòng)機(jī)的空載特性曲線I0=f（U1）和P0=f（U1），并從P0中分離出pmec、pFe和pad0。最后進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算。 短路實(shí)驗(yàn)必須在電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行，故短路實(shí)驗(yàn)也稱為堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。短路實(shí)驗(yàn)的目的，是測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的短路阻抗Zk、轉(zhuǎn)子電阻和定轉(zhuǎn)子漏電抗X1σ與。為了使做短路實(shí)驗(yàn)時(shí)不出現(xiàn)過電流，定子外加電壓應(yīng)降低，每次測(cè)取定子相電壓Uk、相電流Ik和總的輸入功率Pk。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出電動(dòng)機(jī)的短路特性曲線Ik=f（Uk）和Pk=f（Uk）。最后進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算。 520 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率PN=55kW，額定電壓UN=380V，額定功率因數(shù)cosφN=，額定效率ηN=91%，求該電動(dòng)機(jī)的額定電流IN。 解 521 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，PN= kW，Y/Δ接線，380/220V，cosφN=，ηN=80%，nN=1450r/min，試求：（1）定子繞組接成Y形或Δ形時(shí)的定子額定電流；（2）同步轉(zhuǎn)速n1及定子磁極對(duì)數(shù)p；（3）帶額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率sN。解 (1)Y接時(shí)： UN=380V Δ接時(shí)： UN=220V （2）由于，磁極對(duì)數(shù) ，取整數(shù)，同步轉(zhuǎn)速 （3）額定轉(zhuǎn)差率 522 有一三相交流繞組，極對(duì)數(shù)p=3，槽數(shù)Z=54，線圈節(jié)距y=8。求該繞組的短距系數(shù)、分布系數(shù)和繞組系數(shù)。并判斷該繞組是整距繞組還是短距繞組，是集中繞組還是分布繞組？解 極距每極每相槽數(shù) 槽距電角度 基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 基波繞組系數(shù) 因?yàn)?，所以該繞組是短距、分布繞組。523 有一臺(tái)額定功率為1000 kW的三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)，f1=50Hz，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1=，UN=6kV，Y聯(lián)結(jié)，cosφN=，ηN=92%，定子繞組為雙層疊繞組，Z=288，y=8槽，每槽內(nèi)有8根有效導(dǎo)體，每相有兩條支路。已知電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流Im=，試求三相基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的大小。解 極對(duì)數(shù)極距每極每相槽數(shù)每條支路匝數(shù)槽距角基波短距系數(shù)基波分布系數(shù)基波繞組系數(shù)三相基波磁動(dòng)勢(shì)其中， 524 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，已知UN=380V，fN=50Hz，nN=1455r/min，定子繞組△接法，R1=，X1σ=，=，X2σ39。=，Rm=，Xm=62Ω。試求：（1）電動(dòng)機(jī)的極數(shù)；（2）電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速；（3）額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子電流頻率；（4）畫出“T”型等效電路，并計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的IPcosφ1和。解 （1）由于，故同步轉(zhuǎn)速所以該異步電動(dòng)機(jī)為4極電機(jī)。（2）同步轉(zhuǎn)速（3）額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子電流頻率（4）等效電路圖如圖所示。令，額定負(fù)載時(shí)定子相電流為定子線電流習(xí)題524附圖525 一臺(tái)三相六極異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)為：PN=28kW，UN=380V，f1=50Hz，nN=950r/min，額定負(fù)載時(shí)，cosφ1=，=，=，=0，計(jì)算在額定時(shí)的sN、I1和f2 。解 磁極對(duì)數(shù) 取同步轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)差率總機(jī)械功率轉(zhuǎn)子銅損耗輸入功率 效率定子電流轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率526 某三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)，UN=380V， f1=50Hz，R1=，R2=，Rm=10Ω定子△聯(lián)結(jié)。當(dāng)該電機(jī)輸出功率P2=10kW時(shí)，I1=12A，I2s=30A，I0=4A，P0=100W。求該電機(jī)的總損耗Σp、輸入功率P電磁功率Pem、機(jī)械功率Pmec以及功率因數(shù)cosφ1和效率η。解 定子銅損耗 轉(zhuǎn)子銅損耗鐵耗總損耗 輸入功率電磁功率機(jī)械功率功率因數(shù)效率 527 某三相六極異步電動(dòng)機(jī)，已知電磁功率Pem=，機(jī)械功率Pmec=，輸出功率P2=4kW。求該電機(jī)此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩T、輸出轉(zhuǎn)矩T2和空載轉(zhuǎn)矩T0。解